Câu hỏi: Cho phương trình $lo{{g}_{4}}{{x}^{2}}~+lo{{g}_{2}}\left( 4-x \right)=lo{{g}_{2}}\left( 2+m \right)$. Có bao nhiêu giá trị nguyên của mđể phương trình có nghiệm?
A. 4.
B. 3.
C. 2.
D. vô số.
A. 4.
B. 3.
C. 2.
D. vô số.
Phương pháp:
Giải phương trình logarit: ${{\log }_{a}}f\left( x \right)=b\Leftrightarrow \left\{ \begin{aligned}
& f\left( x \right)>0 \\
& 0<a\ne 1 \\
& f\left( x \right)={{a}^{b}} \\
\end{aligned} \right..$
Cách giải:
Điều kiện: $\left\{ \begin{aligned}
& x\ne 0 \\
& 4-x>0 \\
& 2+m>0 \\
\end{aligned} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{aligned}
& x\ne 0 \\
& x<4 \\
& m>-2 \\
\end{aligned} \right..$
$lo{{g}_{4}}{{x}^{2}}+lo{{g}_{2}}\left( \text{4}-x \right)=lo{{g}_{2}}\left( 2~+~m \right)~$
$\Leftrightarrow lo{{g}_{{{2}^{2}}}}{{x}^{2}}+lo{{g}_{2}}\left( 4-x \right)=lo{{g}_{2}}\left( 2~+~m \right)~$
$\Leftrightarrow lo{{g}_{2}}\left| x \right|+lo{{g}_{2}}\left( 4-x \right)=lo{{g}_{2}}\left( 2~+~m \right)~~~~~~~~$
$\Leftrightarrow lo{{g}_{2}}\left( 4-x \right)\left| x \right|=lo{{g}_{2}}\left( 2~+~m \right)~~~~~~~~$
$\Leftrightarrow \left( 4-x \right)\left| x \right|=2~+~m~~~~~~~~$
$\Leftrightarrow \left[ \begin{aligned}
& x\left( 4-x \right)=2+m \left( 1 \right) khi 0<x<4 \\
& x\left( 4-x \right)=2+m \left( 2 \right) khi x<0 \\
\end{aligned} \right..$
Xét phương trình $\left( 1 \right)$ $\Leftrightarrow -{{x}^{2}}+4x=m+2$
Xét hàm số $y=-{{x}^{2}}+4x$ trong $\left( 0;4 \right)$ ta có:
$y'=-2x+4\Rightarrow y'=0\Leftrightarrow -2x+4=0\Leftrightarrow x=2\in \left( 0;4 \right)$
Ta có bảng biến thiên:
Dựa vào BBT ta thấy phương trình $~\left( 1 \right)$ có nghiệm $\Leftrightarrow 0<m+2<4\Leftrightarrow -2<m<2.$
$m\in Z\Rightarrow m\in \left\{ -1;0;1 \right\}.$
Xét phương trình $\left( 2 \right)\Leftrightarrow {{x}^{2}}-4x=m+2$
Xét hàm số $y={{x}^{2}}-4x trong\left( -\infty ;0 \right)$ ta có:
$y'=2x-4\Rightarrow y'=0\Leftrightarrow x=2\notin \left( -\infty ;0 \right).$
Ta có bảng biến thiên:
Dựa vào BBT ta thấy phương trình $\left( 2 \right)$ có nghiệm $\Leftrightarrow m+2<0 \left( ktm \right)~$
Vậy có 3 giá trị nguyên của mthỏa mãn bài toán.
Giải phương trình logarit: ${{\log }_{a}}f\left( x \right)=b\Leftrightarrow \left\{ \begin{aligned}
& f\left( x \right)>0 \\
& 0<a\ne 1 \\
& f\left( x \right)={{a}^{b}} \\
\end{aligned} \right..$
Cách giải:
Điều kiện: $\left\{ \begin{aligned}
& x\ne 0 \\
& 4-x>0 \\
& 2+m>0 \\
\end{aligned} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{aligned}
& x\ne 0 \\
& x<4 \\
& m>-2 \\
\end{aligned} \right..$
$lo{{g}_{4}}{{x}^{2}}+lo{{g}_{2}}\left( \text{4}-x \right)=lo{{g}_{2}}\left( 2~+~m \right)~$
$\Leftrightarrow lo{{g}_{{{2}^{2}}}}{{x}^{2}}+lo{{g}_{2}}\left( 4-x \right)=lo{{g}_{2}}\left( 2~+~m \right)~$
$\Leftrightarrow lo{{g}_{2}}\left| x \right|+lo{{g}_{2}}\left( 4-x \right)=lo{{g}_{2}}\left( 2~+~m \right)~~~~~~~~$
$\Leftrightarrow lo{{g}_{2}}\left( 4-x \right)\left| x \right|=lo{{g}_{2}}\left( 2~+~m \right)~~~~~~~~$
$\Leftrightarrow \left( 4-x \right)\left| x \right|=2~+~m~~~~~~~~$
$\Leftrightarrow \left[ \begin{aligned}
& x\left( 4-x \right)=2+m \left( 1 \right) khi 0<x<4 \\
& x\left( 4-x \right)=2+m \left( 2 \right) khi x<0 \\
\end{aligned} \right..$
Xét phương trình $\left( 1 \right)$ $\Leftrightarrow -{{x}^{2}}+4x=m+2$
Xét hàm số $y=-{{x}^{2}}+4x$ trong $\left( 0;4 \right)$ ta có:
$y'=-2x+4\Rightarrow y'=0\Leftrightarrow -2x+4=0\Leftrightarrow x=2\in \left( 0;4 \right)$
Ta có bảng biến thiên:
Dựa vào BBT ta thấy phương trình $~\left( 1 \right)$ có nghiệm $\Leftrightarrow 0<m+2<4\Leftrightarrow -2<m<2.$
$m\in Z\Rightarrow m\in \left\{ -1;0;1 \right\}.$
Xét phương trình $\left( 2 \right)\Leftrightarrow {{x}^{2}}-4x=m+2$
Xét hàm số $y={{x}^{2}}-4x trong\left( -\infty ;0 \right)$ ta có:
$y'=2x-4\Rightarrow y'=0\Leftrightarrow x=2\notin \left( -\infty ;0 \right).$
Ta có bảng biến thiên:
Dựa vào BBT ta thấy phương trình $\left( 2 \right)$ có nghiệm $\Leftrightarrow m+2<0 \left( ktm \right)~$
Vậy có 3 giá trị nguyên của mthỏa mãn bài toán.
Đáp án B.